Ультразвукове дегазація та обеззараження рідин
Дегазування та дефоамінування рідин за допомогою ультразвуку є дуже ефективним процесом. Ультралікація видаляє з рідини невеликі підвісні газові бульбашки і знижує рівень розчиненого газу нижче рівня природної рівноваги.
Дегазування та дефоамінування рідин необхідне для багатьох цілей, таких як наступні процеси:
- Підготовка зразка до вимірювання розміру частинок, щоб уникнути помилок вимірювання
- дегазація мастила перед перекачуванням для зменшення зносу насоса за рахунок кавітації
- дегазування рідких продуктів, наприклад, соку, соусу або вина, для зменшення росту мікробів і збільшення терміну придатності
- дегазування полімерів і лаків перед нанесенням, затвердінням або вакуумним настоєм
При ультразвукових рідинах звукові хвилі, що розмножуються з випромінюючої поверхні в рідкі носії, призводять до чергування циклів високого тиску і низького тиску, зі частотою в залежності від частоти. Під час циклу низького тиску ультразвукові хвилі можуть створювати невеликі вакуумні бульбашки або порожнечі в рідині. Велика кількість дрібних бульбашок генерує високу загальну площу поверхні міхура. Бульбашки також добре розподілені в рідині. Розчинений газ мігрує в ці вакуумні бульбашки через велику площу поверхні і збільшує розмір бульбашок.
Акустичні хвилі підтримують дотик і коалесценцію сусідніх бульбашок, що призводить до прискореного росту бульбашок. Хвилі ультразвукової обробки також допоможуть струшувати бульбашки від поверхонь судна та змусити малі бульбашки, що перебувають під поверхнею рідини, підніматися і випускати захоплений газ навколишньому середовищу.
Ультразвукова дегазування нафти за допомогою ультразвукового процесора Hielscher 200 Watts.
Покладіть це на випробування
Процес дегазації та дефоамінування рідин можна легко зробити видимим. У скляному стакані свіжо налитої водопровідної води ультразвук змусить маленькі підвісні бульбашки об'ємитися і швидко рухатися вгору. Ви можете побачити цей ефект на зображенні прогресу нижче.
ультразвукова дегазація води (5 секунд)
Збуджене масло містить велику кількість підвісних бульбашок або пінопласту. Зокрема, у теплоносіях це проблема. Там газові бульбашки сприяють кавітаційному зносу в насосах або насадках. Зображення прогресу нижче показує ультразвуковий ефект дефоамінування.
Ультразвукова дегазинг: Захоплені бульбашки газу видаляються з нафти за допомогою ультраакукатора UP400St
Ультразвукова обробка буде генерувати невеликі вакуумні бульбашки в чистій, несвіжій воді. Ці бульбашки заповнюють розчинений газ, який мігрує в бульбашки. Отже, бульбашки ростуть і рухаються вгору. Ефект дегазування добре помітний в будь-якій напівпрозорій рідині.
Оскільки ультразвук покращує зростання невеликих підвісних бульбашок до рідкої поверхні, це також зменшує час контакту між бульбашкою та рідиною. З цієї причини він обмежує повторне розчинення газу від міхура до рідини. Це становить особливий інтерес для більш високих в'язких рідин, таких як масла або смоли. Оскільки бульбашки повинні рухатися на рідку поверхню, ультразвукова дегасування працює краще, якщо контейнер неглибокий, так що час на поверхню коротший.
За видимими ефектами
Вимірювання ефектів дегазування за допомогою візуального огляду обмежене в точності. Вимірювання вмісту газу є більш точним способом розповісти про ефективність ультразвукової дегазації.
Рідини містять певну кількість розчиненого газу. Концентрація газу залежить від таких факторів, як температура, тиск навколишнього середовища або збудження рідини. У постійних умовах концентрація газу наблизиться до рівноваги. Ультразвукова дегастація змінить умови, оскільки рідина піддається впливу бульбашок низького тиску та збудження. Таким чином, ультразвук знизить концентрацію газу в рідині нижче рівноважного рівня.
Коли ультразвукова обробка припиняється і початкові умови будуть знову встановлені, концентрація газу буде повільно наближатися до початкового рівня рівноваги знову, якщо рідина не піддається впливу будь-якого газу, наприклад, у закритій пляшці. Оскільки повторне розчинення газу в рідину досить повільне, можна працювати з малогазовою рідиною після ультразвукової обробки. Наведений нижче графік ілюструє цей ефект.
Ілюстрація ультразвукової дегазування
Дегазація перед емульгацією та розсіюванням
Ультразвукова дегазинг може поліпшити якість дисперсій і емульсій.
Проблема
Часто емульсії і дисперсії містять поверхнево-активні речовини з метою підвищення їх стійкості. Поверхнево-активні речовини пригнічують контакт і об'єднання або агломерацію дисперсного матеріалу в рідкій фазі. Для цього поверхнево-активні речовини утворють шар навколо кожної частинки. Ті ж поверхнево-активні речовини також можуть інкапсулювати газові бульбашки, які підвішені в рідкій фазі. Такі стабілізовані бульбашки можуть виявитися дуже міцними. Стабілізовані бульбашки споживають поверхнево-активний засіб, знижують якість емульсії або дисперсії, а також можуть генерувати невловимі показання при вимірюванні розміру частинок.
Рішення
Щоб зменшити проблему стабілізованих газових бульбашок, рідини слід дегазувати ультразвуковою обробкою. Перед додаванням дисперсної фази, такої як масло або порошок, сокуйте рідину, поки кількість сформованих бульбашок не зменшиться. При змішуванні в інших матеріалах уникайте створення нових бульбашок або вихору при перемішуванні. Це дозволило б швидко збільшити вміст газу.
Примусовий викид двоокису вуглецю
Ефект дегазації застосовується при тестуванні баків і пляшок, що містять газовані напої, такі як кола, сода або пиво. Будь ласка, натисніть тут, щоб отримати більш детальну інформацію про тестування витоку пляшки.
Ультразвукове дегазація у стислому
Ультразвукова дегазування рідин краще працює при використанні наступної установки.
- Застосовуйте низькі та помірні ультразвукові амплітуди!
- Використовуйте сонотроди з великою площею поверхні, наприклад, радіально випромінюючих сонотродів!
- Забезпечте низький тиск або вакуум над рідкою поверхнею wile ультразвукової обробки!
- Нагрійте рідину, щоб зменшити її в'язкість!
- Використовуйте неглибоку ємність для розділення газу під час або після ультразвукової обробки!
- Уникайте бурхливого збудження, щоб газові бульбашки рухалися вгору!
Ультразвукова дегазинг може бути використана в пакетному режимі або вбудованому. У разі вбудованої операції повинна бути встановлена стенд-труба для відвантаження газу і наносити газовий насос.